電子技術基礎第五版,基礎電路dl-6

第六章儲能元件下頁6.1電容元件6.2電感元件6.3儲能元件的串聯和并聯6.1電容元件(Capacitor)電容器_q+q在外電源作用下，兩極板上分別帶上等量異號電荷，撤去電源，板上電荷仍可長久地集聚下去，是一種儲存電能的部件。1.定義電容元件儲存電能的元件。其特性可用u～q平面上的一條曲線來描述qu庫伏特性下頁上頁任何時刻，電容元件極板上的電荷q與電壓u成正比，q~u特性是過原點的直線。電路符號2.線性電容元件C稱為電容器的電容,單位：F(法)(Farad，法拉),常用

F、pF、nF等表示。quO單位下頁上頁C＋－u+q－q線性電容的電壓、電流關系電容元件VCR的微分形式表明:

(1)i的大小取決于u的變化率,與u的大小無關，電容是動態(tài)元件；(2)當u為常數(直流)時，i=0。電容相當于開路，電容有隔斷直流作用；實際電路中通過電容的電流

i為有限值，則電容電壓u

必定是時間的連續(xù)函數。下頁上頁C＋－u+q－qu、i取關聯參考方向電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件（1）當u，i為非關聯方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號;電容元件VCR的積分形式表明:注下頁上頁（2）上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。3.電容的功率和儲能功率u、i取關聯參考方向下頁上頁電容的儲能（1）電容的儲能只與當時的電壓值有關，電容電壓不能躍變，反映了儲能不能躍變；表明（2）電容儲存的能量一定大于或等于零。下頁上頁從t1時刻到t2時刻電容儲能的變化量：電容能在一段時間內吸收外部供給的能量，轉化為電場能量儲存起來，在另一段時間內又把能量釋放回電路，因此電容元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。例＋－C0.5Fi求電流i、功率P(t)和儲能W(t)21t/s20u/V電源波形解uS(t)的函數表示式為:解得電流21t/s1i/A-1下頁上頁21t/s20p/W-221t/s10WC/J吸收功率釋放功率下頁上頁若已知電流求電容電壓，有下頁上頁21t/s1i/A-16.2電感元件(Inductor)＋－u(t)電感器把金屬導線繞在一骨架上構成一實際電感器，當電流通過線圈時，將產生磁通，是一種儲存磁場能量的部件。(t)＝N(t)1.定義電感元件儲存磁能的元件。其特性可用～i平面上的一條曲線來描述。i韋安特性下頁上頁i(t)(t)

(t)任何時刻，通過電感元件的電流i與其磁鏈成正比。~i特性是過原點的直線。電路符號2.線性電感元件L稱為電感器的自感系數,L的單位：H(亨)(Henry，亨利)，常用H，mH表示。iO單位+－u(t)iL下頁上頁線性電感的電壓、電流關系u、i

取關聯參考方向表明(1)電感電壓u的大小取決于i的變化率,與i的大小無關，電感是動態(tài)元件；(2)當i為常數(直流)時，u=0。電感相當于短路；實際電路中電感的電壓

u為有限值，則電感電流i

不能躍變，必定是時間的連續(xù)函數。+－u(t)iL電感元件VCR的微分關系下頁上頁電感元件有記憶電壓的作用，故稱電感為記憶元件。（1）當u，i為非關聯方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號;表明注下頁上頁電感元件VCR的積分形式（2）上式中i(t0)稱為電感電流的初始值，它反映電感初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。3.電感的功率和儲能功率u、i取關聯參考方向下頁上頁電感的儲能（1）電感的儲能只與當時的電流值有關，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變；表明（2）電感儲存的能量一定大于或等于零。從t0到t電感儲能的變化量：下頁上頁電感能在一段時間內吸收外部供給的能量轉化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。電容元件與電感元件的比較電容C電感L變量電流i磁鏈關系式電壓u電荷q

(1)元件方程的形式是相似的；(2)若把u–

i，q–

，C–L互換,可由電容元件的方程得到電感元件的方程；(3)C和L稱為對偶元件,

、q等稱為對偶元素。結論下頁上頁6.3